Nitrobenzeno

Nitrobenzeno Alerta sobre risco à saúde
Outros nomes	Nitrobenzol Óleo de mirbano
Identificadores
Número CAS	98-95-3
Número RTECS	QJ0525000
SMILES	C1=CC=C(C=C1)[N+](=O)[O-]
Propriedades
Fórmula molecular	C6H5NO2
Massa molar	123.06 g/mol
Aparência	líquido incolor
Densidade	1.199 g/cm3
Ponto de fusão	5.85 °C
Ponto de ebulição	210.9 °C
Solubilidade em água	0.19 g/100 ml at 20 °C
Riscos associados
Classificação UE	Toxic (T) Carc. Cat. 3 Repr. Cat. 3 Perigoso para o meio ambiente (N)
Frases R	R23/24/25, R40, R48/23/24, R51/53, R62
Frases S	S1/2, S28, S36/37, S45, S61
Ponto de fulgor	88 °C
Temperatura de auto-ignição	525 °C
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions	Anilina Benzenodiazônio (catião) Nitrosobenzeno
Nitrobenzenos e outros nitroderivados aromáticos relacionados	Dinitrobenzeno Nitrotolueno Nitrofenol Nitronaftaleno
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

Nitrobenzeno, também conhecido como nitrobenzol ou óleo de mirbano, é um composto orgânico venenoso com um odor de amêndoas e fórmula química C₆H₅NO₂. Este líquido oleoso insolúvel em água é normalmente produzido como um precursor para a anilina mas em laboratório é usado como um solvente e como um agente oxidante moderado.

Usos

Aproximadamente 98% do nitrobenzeno é consumido na produção de anilina. Aplicações mais especializadas incluem química da borracha, pesticidas, corantes, e fármacos. O nitrobenzeno é também usado em polidores de sapatos e pisos, roupas de couro, solventes para tintas, e outros materiais para mascarar odores desagradáveis. Reações de substituição com nitrobenzeno são usadas para formar m-derivados (meta-derivados) (Mannsville 1991; Sittig 1991). Redestilado, como óleo de mirbano, nitrobenzeno tem sido usado como um aromatizante barato para sabões e sabonetes. Um significativo mercado para o nitrobenzeno é seu uso na produção do analgésico paracetamol (também conhecido como acetaminofeno) (Mannsville 1991). O nitrobenzeno é também usado na célula de Kerr, visto ter uma incomum constante de Kerr alta.

O nitrobenzeno é facilmente convertido em derivados relacionados tais como o azobenzeno, nitrosobenzeno., fenilidroxilamina.

Produção

O nitrobenzeno é preparado por nitração de benzeno. O método clássico envolve o tratamento de benzeno com uma mistura de ácido sulfúrico e ácido nítrico concentrados (chamada de "mistura sulfonítrica") e água. Esta produção é um dos mais perigosos processos da indústria química devido à exotermicidade da reação (ΔH = −117 kJ/mol).

A capacidade mundial de produção de nitrobenzeno em 1985 era de aproximadamente 1.7×10⁶ toneladas.

Mecanismo da reação

A marcha da reação envolve a formação de um aduto entre o íon nitrônio, ácido de Lewis, NO₂⁺, e o areno. O íon nitrônio é gerado in situ via a reação com ácido nítrico e um agente desidratante ácido, no caso o próprio ácido sulfúrico:

HNO₃ + H⁺ ⇌ NO₂⁺ + H₂O

Em mais detalhes, os passos desta reação:

1.Ocorre a protonação do ácido nítrico, em reação com o ácido sulfúrico:

$\mathrm {H_{2}SO_{4}+HNO_{3}\rightarrow HSO_{4}^{-}+H_{2}NO_{3}^{+}}$$\mathrm {H_{2}SO_{4}+HNO_{3}\rightarrow HSO_{4}^{-}+H_{2}NO_{3}^{+}}$

2.Forma-se o cátion nitrônio:

$\mathrm {H_{2}NO_{3}^{+}\rightarrow H_{2}O+NO_{2}^{+}}$$\mathrm {H_{2}NO_{3}^{+}\rightarrow H_{2}O+NO_{2}^{+}}$

3.O nitrônio atua sobre o anel benzênico, a nitração propriamente dita, com a liberação de um novo íon hidrogênio.

$\mathrm {NO_{2}^{+}+C_{6}H_{6}\rightarrow C_{6}H_{5}NO_{2}+H^{+}}$$\mathrm {NO_{2}^{+}+C_{6}H_{6}\rightarrow C_{6}H_{5}NO_{2}+H^{+}}$

Este íon hidrogênio é o próton relacionado ao ânion sulfato, resultando novamente em ácido sulfúrico no meio reagente.

Este conjunto de passos, que é a mais simples das nitrações de aromáticos, é o mecanismo e o processo fundamental de nitração de inúmeros outros aromáticos, como por exemplo, do tolueno para obter-se o nitrotolueno, os dinitrotoluenos e o trinitrotolueno, ou do fenol para obter-se o ácido pícrico.

Características

Características físicas

O nitrobenzeno é, normalmente, um líquido incolor, excetuando-se quando contaminado (por ocasião de sua preparação por nitração em meio líquido, como visto acima, apresenta-se amarelado, como muitos outros aromáticos após a nitração e antes de sua purificação). Tem odor de amêndoas amargas (como o "marzipan"), com uma nota de aroma penetrante facilmente notável, e numa solução aquosa, tal aroma torna-se agradável. É tóxico e inflamável. Nitrobenzeno apresenta um alto índice de refração. Sob condições normais tem uma densidade de 1,20 g/cm 3, funde-se a 5,7 °C e ebule a 210,85 °C; tem ponto de ignição de 88 °C. Nitrobenzeno é solúvel apenas muito levemente em água, mas mistura-se facilmente com álcoois, éter e benzeno, assim como com outros solventes aromáticos. No ácido sulfúrico o nitrobenzeno separa-se primeiramente mal, começando de uma concentração de 80 % entretanto completamente. A solubilidade é um pouco dependente da temperatura.

Características químicas

O grupo nitro é repulsivo aos ácidos, aos reagentes eletrófilos e inerte à maioria dos agentes oxidantes. Reage entretanto com reagentes de Grignard e as bases fortes. Pelos fortes efeitos -I e -M do grupo nitro é reduzida fortemente a densidade de elétrons do anel aromático, o que faz mais difíceis as substituições eletrófilas aromáticas, mas favorece as nucleófilas.

Ligações externas

• Reações dos compostos aromáticos, incluindo a sua nitração
• International Chemical Safety Card 0065
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• IARC Monograph: "Nitrobenzene"
• US EPA factsheet
• Nitrobenzeno-Guidechem.com

Ver também

• Nitrotolueno